Характеристики воздействия (влияния) окружающей среды и объектов на си

Воздействие (влияние) окружающей среды и объектов на СИ приводит и к дополнительным инструментальным (аддитивным, и к мультипликативным) погрешностям этого СИ. Обычно речь идет об отклонении значений параметров окружающей среды от тех их значений, при которых осуществлялась калибровка СИ.

В случае аддитивного влияния изменение параметра, описывающего это влияние (например, давление), вызовет появление сигнала (у) на выходе СИ даже тогда, когда измеряемый сигнал х отсутствует. В этом случае мерой такого влияния служит чувствительность к помехе.

Если Р — нормированное значение параметра влияния, то чувствительность к изменению Р этого параметра: .

Если сигнал помехи на выходе привести ко входу СИ, то, поскольку погрешность СИ имеет вид , действие влияющего фактора, приведенного ко входу, описывают действием на входе эквивалентного сигнала помехи : , где S_p – чувствительность СИ к помехе, S – чувствительность СИ к полезному сигналу.

В случае мультипликативного влияния окружающей среды изменяется сама чувствительность S СИ. В этом случае мерой влияния служит коэффициент влияния помехи С_Р, который отражает влияние изменения параметра Р на относительную чувствительность S и определяют следующим образом.

Запишем относительное изменение чувствительности S в виде . (*)

Тогда, полагая значение Р малым, имеем .

Мультипликативная погрешность СИ от изменения параметра влияния Р на величину Р определяется в стандартном виде: . Отсюда и из формулы (*), имеем .

Полосы и интервалы неопределённости чувствительности си

Неопределенность чувствительности СИ это – неопределенность статической функции преобразования, обусловленная ее нестабильностью и проявляющая себя в виде случайных аддитивной и мультипликативной составляющих инструментальной погрешности. Рассмотрим эти составляющие, как в отдельности, так и вместе.

Си с аддитивной погрешностью (погрешность нуля)

Сдвиг нуля СИ, приводящий к возникновению аддитивной погрешности, может быть систематическим и случайным. Рассмотрим лишь случайную погрешность. В этом случае, если аддитивную погрешность привести ко входу, то выходной сигнал будет иметь вид: .

Считаем, что функция преобразования — линейная. В этом случае ширина полосы неопределённости (см. рис), представляющая собой удвоенную абсолютную погрешность СИ, приведённую ко входу, не зависит от x.

О днако, относительная погрешность изменяется обратно пропорционально х: . Изобразим полосу неопределенности, ее ширину и зависимость друг под другом с тем, чтобы их удобнее было воспринимать. Назовем эти полосы как полосы погрешности вида I. Здесь - предел измерений, ограниченный, как правило, шкалой, – приведенная относительная погрешность. Обратим внимание, что при х=_0х относительная погрешность _х =1 или 100 %. При погрешность — основное отрицательное свойство аддитивной погрешности. Оно не позволяет использовать одно то же СИ для измерения как больших, так и малых величин.

Си с мультипликативной погрешностью

Эта погрешность связана со случайными изменениями наклона функции преобразования. В этом случае сигнал на выходе СИ имеет вид: , где - относительная мультипликативная погрешность.

Найдём ширину полосы неопределённости в этом случае. При фиксированном значении выходного сигнала y, вследствие неопределенности K значения K, это значение y реализуется при двух значениях х: и . Отсюда найдем , .

Тогда ширина полосы неопределенности .

Будем считать, что . Тогда , и относительная мультипликативная погрешность (см. рис.).

Относительная мультипликативная погрешность остаётся постоянной при любых x, но такой идеальный случай практически не осуществим, т.к. нет СИ без аддитивных погрешностей.